2022-2023学年江西省九江市德安县高一（下）期末物理试卷（含详细答案解析）

这是一份2022-2023学年江西省九江市德安县高一（下）期末物理试卷（含详细答案解析），共13页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，简答题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.关于功率的概念，下列说法中正确的是( )
A. 某个力对物体做功越多，它的功率就大B. 某个力对物体做功越快，它的功率就大
C. 由P=Wt可知，功率与时间成反比D. 由P=Wt可知，功率与做功成正比
2.元电荷是( )
A. 点电荷B. 最小电荷量C. 电子D. 质子
3.如图，汽车从拱形桥的顶点A匀速率运动至桥的B点，下列说法正确的是( )
A. 汽车在A点合力为零
B. 汽车在A点重力的瞬时功率为零
C. 汽车的机械能守恒
D. 汽车的牵引力做的功等于重力做的功
4.如图，质量为m的小球，从离桌面高H处由静止下落，桌面离地面高为h，设桌面处物体重力势能为零，空气阻力不计，那么，小球落地时的机械能为( )
A. mgh
B. mgH
C. mg(H+h)
D. mg(H−h)
5.把试探电荷+q放在电场中P点，受到电场力大小为F，下列说法正确的是( )
A. P处电场强度大小为E=qF
B. 若放在P点的试探电荷的电荷量减半，则P点场强减半
C. 若P点没有试探电荷，则P点的场强为零
D. 该试探电荷在P点的受力方向与该点的场强方向相同
6.如图所示，在光滑绝缘水平面上，三个带电质点a、b和c分别位于边长为L的正三角形的三个顶点上，质点c所带电荷量为+Q，整个系统置于沿水平方向并垂直于ab的匀强电场中.已知静电力常量为k，若三个质点均处于静止状态，则下列说法正确的是( )
A. 质点a、b所带电荷总量为+Q
B. 质点a、b带等量异种电荷
C. 无法确定匀强电场的具体指向
D. 匀强电场的电场强度大小为 3kQ2L2
7.“风洞实验”指在风洞中安置飞行器或其他物体模型，研究气体流动及其与模型的相互作用，以了解实际飞行器或其他物体的空气动力学特性的一种空气动力实验方法。在如图所示的矩形风洞中存在大小恒定的水平风力，现有一小球从M点竖直向上抛出，其运动轨迹大致如下图所示，其中M、N两点在同一水平线上，O点为轨迹的最高点，小球在M点动能为16J，在O点动能为4J，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 小球从M点运动到O点过程中动能一直减小
B. 小球落到N点时的动能为32J
C. 小球在上升和下降过程中机械能变化量相等
D. 小球的重力和受到的风力大小之比为4：1
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
8.下列物理量在运算过程中遵循平行四边形定则的有( )
A. 位移B. 功C. 力D. 加速度
9.如图所示，不规则的导体处于电场强度大小为E、方向水平向右的匀强电场中，处于静电平衡状态。对于导体内部由静电感应产生的电场的电场强度，下列说法正确的是( )
A. 大小为E
B. 大小为2E
C. 方向水平向左
D. 方向水平向右
10.两个均匀带电的绝缘球可以视为点电荷，而两个距离较近的带电导体球不能视为点电荷，因为导体球距离较近时表面所带电荷不是均匀分布的。如图所示，两个带电金属球球心距离为r，电荷量分别为q1和q2，静电力常量为k，关于它们之间的库仑力大小F，下列说法正确的是( )
A. 不论是何种电荷都有F=kq1q2r2B. 若是同种电荷，则Fkq1q2r2D. 当距离r接近于0时，F趋近于无限大
11.如图所示，质量为m的小球A可视为质点，用长为L的摆线悬挂在墙上O点，O点正下方O′点钉有一光滑细支柱，且O、O′两点的距离为L′。现将A球拉至偏离竖直方向60∘释放，摆至最低点后A球绕O′点运动。以下说法正确的是( )
A. 绳子碰到细支柱瞬间，小球速度大小不变
B. 绳子碰到细支柱瞬间，绳子拉力大小不变
C. 当L′=34L时，A球能绕点做完整的圆周运动
D. 当L′=34L时，绳子碰到细支柱前后的拉力大小之比为2：5
三、实验题：本大题共2小题，共20分。
12.取一对用绝缘柱支撑的导体A和B，使它们彼此接触，起初它们不带电，分别贴在导体A、B下部的金属箔均是闭合的。现将用丝绸摩擦过的玻璃棒C移近导体A，回答下列问题：
(1)A和B未分开前，左端金属箔______，右端金属箔______(填“闭合”、“张开”)；
(2)若先把A和B分开，然后移去C，此时A导体______， B导体______(填“带正电”、“带负电”、“不带电”)；
(3)若先移去C，然后把A和B分开，此时A导体______， B导体______(填“带正电”、“带负电”、“不带电”)。
13.某物理兴趣小组按照图甲所示安装好装置“验证机械能守恒定律”，正确进行相关操作后，打出很多纸带，从中选出符合要求的纸带，如图乙所示(其中一段纸带图中未画出)。已知图中O点为打出的起始点，且速度为零。选取在纸带上连续打出的点A、B、C、D、E、F、G。作为计数点，打点计时器的打点周期为T，重力加速度为g。
(1)为了验证重物从释放到E点过程的机械能是否守恒，______(填“需要”或“不需要”)测量重物的质量，得到关系式h2=______(用题中和图乙中所给物理量的符号表示)，即可在误差允许范围内验证。若考虑到系系统误差，测得的重力势能变化量ΔEp______(填“>”“r，所以FΔEk
(2)以A为起点，测量各点到A的距离为h，计算出物体下落到各点的速度v，设A点的速度为vA，则有
mgh=12mv2−12mvA2
可得：v2=2gh+vA2
可知v2−h图像的纵轴的截距为：b=vA2>0，故他作出的图像应该是直线a；
直线a的横轴截距表示A点与起始点O的距离，由图像可知A点到起始点O的距离为10.0cm。
故答案为：(1)不需要、(h3−h1)28gT2、>；(2)a、10.0。
(1)根据机械能守恒定律列式可以看出等于两边均有质量，从而得到解答。根据匀变速直线运动时间中点的瞬时速度等于这段时间的平均速度求打下E点的速度，代入机械能守恒的表达式可得h2。根据实验过程受到阻力的原因分析误差；
(2)根据机械能守恒定律求出v2−h图像的表达式，根据图像的纵、横截距解答。
本题考查了验证机械能守恒定律实验，分析实验的原理是解题的前提，掌握实验的操作应注意的事项和打点纸带测量速度的原理，掌握利用图像处理数据的方法。
14.【答案】解：(1)以B球为对象，根据受力分析可知，B球受到A球的库仑引力，由于A球带正电，则B球带负电。
(2)根据库仑定律可得，A、B球之间库仑力大小为
F库=k×qAqBL2=9.0×109×1×10−7×4×10−70.12N=3.6×10−2N
受力平衡可得
tan⁡37∘=F库mg
可得B球的质量为
m=F库gtan⁡37∘=3.6×10−210×34kg=4.8×10−3kg
答：(1)小球B带负电；
(2)A、B球之间库仑力3.6×10−2N；
(3)B球的质量4.8×10−3kg
【解析】根据B球处于平衡态，对此受力分析，结合库仑定律，即可得到电场力的大小与方向，同时也能得到正负，也可得到质量。
抓住B球的受到的合力为零来进行分析。
15.【答案】解：(1)小车速度达到最大时，由功率公式
P=Fv0
此时小车受力平衡，即
f=F=Pv0
(2)设小车通过第5个减速带后，到下一个减速带时的速度为v1，通过减速带后的速度为v2，由于其通过相邻两减速带间的时间均为t，则小车每次到下一个减速带时的速度都为v1，通过减速带后的速度都为v2，在减速带间隔过程中由动能定理
Pt−fl=12mv12−12mv22
所以通过每一个减速带时所损失的机械能
ΔE=Pt−fl=P(t−lv0)
(3)由题意，小车通过前5个减速带时损失的总机械能
ΔE′=1.6×5ΔE=8P(t−lv0)
从小车到第1个减速带前到最后停下来，由能量守恒定律
P(t0+5t)+12mv02−9fl−fs−ΔE′−5ΔE=0
解得
t0=8t+s−4lv0−mv022P
答：(1)小车与路面间的阻力f的大小为Pv0；
(2)小车通过第5个减速带后，通过每一个减速带时所损失的机械能为P(t−lv0)；
(3)小车从第1个减速带运动至第5个减速带所用的时间为8t+s−4lv0−mv022P。
【解析】(1)由功率公式结合平衡条件，求阻力大小；
(2)由动能定理，结合功能关系，求损失机械能；
(3)由能量守恒定律，计算所用时间。
本题考查学生对功率公式、功能关系、动能定理、能量守恒定律的掌握，是一道综合性较强的题，难度中等。
16.【答案】解：(1)汽车匀速行驶时，汽车牵引力等于阻力：F=f
又根据功率公式：P=Fv
代入数据得：v=30m/s
(2)阻力做功的功率大小：Pf=fvcs180∘=−800×30W=−24000W，“-”表示阻力做负功
答：(1)匀速行驶的速度大小为30m/s；
(2)阻力做功的功率大小为24000 W。
【解析】(1)首先，分析汽车匀速行驶时牵引力的大小与阻力的大小关系，根据瞬时功率的表达式求出匀速行驶时的速度；
(2)根据P=Fvcsα求阻力做功的功率。
本题考查了功率的公式P=Fv，解决本题的关键是公式适用的条件是力与速度共线，且在同一直线上。